岩土工程的地质灾害防治措施论文
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摘要:
经济发展使得各种资源开发及工程不断开展,不同地区地表都受到不同程度的破坏,导致地质灾害不断发生。因此,工程在实际建设中,需考虑到多方面因素要求,注重减少对的周围地质的破坏。地质灾害自身情况复杂,且容易出现突发情况,分布分散,威胁人们生命安全。岩土工程中,地质灾害对周围环境及人员影响最大,为避免地质灾害发生,以下对其防治方法措施详细分析,旨在为合理应对地质灾害奠定理论基础。
关键词 :
岩土工程;地质灾害;防治方法;实践;
我国国土辽阔、地势复杂,地质灾害发生严重,且地质灾害自身种类较多,容易对周围人们财产及生命安全造成严重影响[1]。为解决这一问题,需采取先进的防御措施,对地质灾害进行提前防治,针对岩土工程的真实情况,有针对性的采取防治措施,降低地质灾害发生几率。
1、地质灾害及其造成的影响
1.1地质灾害
我国地质灾害种类较多,但是经常发生的为泥石流、岩石滚落、地面塌陷等等,文章主要针对泥石流地质灾害、崩塌及滑坡等进行分析介绍。
1.2地质灾害特点及影响
1.2.1滑坡
滑坡主要是斜坡的岩土受到雨水冲刷,加之原本重力影响,导致岩石向下移动,形成灾害。若斜坡岩土没受到外界力的影响,则一般不会出现滑坡。发生滑坡危害的原因来说,如雨水冲刷、斜坡水土流失、斜坡植被过度开采等,都会导致滑坡发生。
1.2.2崩塌
岩土工程施工本身是对岩土进行施工操作,施工的过程中可能会导致部分岩土产生裂缝,导致岩土分为较多部分[2]。分裂后的岩土其自身较为空虚,崩塌会往往滚落堆积到底部。发生崩塌的原因主要是对矿产过度开采,或土木工程不合理开发、水库发生渗漏等,导致原本岩土受到破坏。
1.2.3泥石流
泥石流在我国属多发性地质灾害,对交通及附近经济发展造成严重影响,威胁附近居民生命安全。分析泥石流产生的原因,发现其主要是山区降水过多,导致泥沙和石块等固体伴随雨水形成含有大量泥沙的洪流。导致泥石流的原因较多,其中,对土体不合理开发,容易导致泥石流发生,岩土开发随意,导致岩土完整性及稳定性都受到较大影响,土体自身受到较大冲击,就会导致泥石流发生。最后山林滥砍滥伐,导致岩土失去固定依赖,更容易被雨水冲刷,容易引发泥石流。
2、岩土工程地质灾害防治技术分析
2.1滑坡防治
滑坡对周围交通安全、居民生命安全、财产安全的影响较大。对滑坡进行治理,可以在容易滑坡的位置的上方,采取清方减载、填土反压等方式,做好外部支持,同时以抗滑挡墙技术,避免滑坡发生后,对下方公路造成严重的阻塞影响[3]。采用抗滑挡墙,其施工布置灵活,不同山体、土坡都可迅速建设,施工简单。在早期我国铁路建设中,为避免滑坡对铁路造成严重影响,还采用抗滑桩技术,发现其滑坡治理效果一般,后采取地表排水及减方减载相结合的措施,采用多技术结合互补,建立滑坡治理体系,在治理中对地面、地下、立体排水等综合治理,发现治理效果突出,有效控制滑坡地质灾难出现。
2.2崩塌防治
崩塌本身灾难来临迅速,威胁较大。对崩塌防治,需对对应岩土仔细检查,看岩土是否不稳,若发现确实不稳定,应对岩土加固处理,避免岩土发生滑落,减少土体产生裂缝几率。相较于滑坡防治,对崩塌防治难度较低,治理简单。但是,就陡峻边坡崩塌治理而言,其裂缝和沿途结构组合及地质情况具有不确定性,无法以人为方式很好的预控制,受卸荷裂隙区扩张、扩展影响较大,裂缝分布较为集中的.区域,需对危险性岩土进行清理,之后采取锚杆加挂网喷护锚固方式实现对土体的加固保护,避免崩塌发生。
2.3生物措施
通过生物对地质灾害进行防治,防治环保,有利于促进生态和谐。例如,可采用植树造林、退耕还林方式进行防治,保持水土。通过植物种植的方式,确保水土稳定,若岩土受到外界强烈冲击,岩土仍然受到植物根系天然保护,不会发生滑坡、坍塌等地质灾害。此外,采取生物措施对一些地质灾害进行防治,其社会价值及经济价值突出,在保护环境的同时,可改善地区生态平衡。
但是,当下生物措施仍然存在一些不足,其生物措施发挥作用时间较长,植物需经过较长时间的种植,才能发挥自身真正作用。因此,在部分经常发生泥石流、坍塌、滑坡等地区,要结合当地情况,选择最合理的措施对地质灾害进行控制。同时,一些地区可采用封山育林的方式,对地质灾害进行有效防治,同时建设良好生态环境,减少地质灾害发生几率。
2.4泥石流防治
不同地质灾害中,泥石流造成的破坏范围最广、影响最大。在泥石流防治中,要重视周边的环境治理,还要全面治理当地岩土,管理部门结合生态工程,充分了解泥石流发生的现状,对区域化沟、坡全面检查治理,在经济迅速发展大环境下,对泥石流的治理按照上坡治理为主,对堆积区、沟谷区等依次治理。在实际遇到泥石流问题,不能按照理论死搬硬套,要具体问题具体分析,针对实际情况变化综合考量,发现某地区灾情严重,要预先建立防护林,对裸露的地表加固处理,稳固斜坡,提高岩土结构,避免侵蚀现象不断加剧。
要针对容易发生地质灾害区域的自然条件以多种措施配合,提高防治效果。在严重的地质灾害区域,可采取适当避让措施,减少地质灾害发生对人员造成不可挽回的影响。例如,在雨雪天气应适当避让山区公路,可能出现灾害的变形斜坡、工程隐患,在恶劣天气下远离那些区域,位于山脚位置的山村、城镇要制定好紧急转移措施,下雨天安排好居民转移。
3、结束语
综上所述,岩土工程地质灾害防治工作并不是一时可以完成的,要将眼光放长远,以新型材料、新型技术融入到地质灾害防治中去,完善地质灾害的防治措施。岩土工程施工中,需对现场环境仔细检查,了解施工中可能出现的地质灾害,了解不同地质灾害造成的安全风险,重视对不同的地质灾害的防护处理,有效避免灾害产生。
参考文献
[1]廖何森,崔茂才.岩土工程地质灾害防治技术及防治对策分析[J].世界有色金属,2017(5):223-224.
[2]王雷.岩土工程地质灾害防治技术的应用[J].四川水泥,2018(3):175-175.
[3]薛增荣.岩土工程地质灾害防治技术及防治措施[J].住宅与房地产,2017(5):213.
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论文题目:论岩土工程地质灾害防治技术及防治措施
摘要: 近年来,随着我国国民经济的快速发展,各种资源开发和工程建设活动等人类工程活动的力度也普遍增大,给我国本就十分脆弱的地质环境带来了巨大的压力,地质灾害的频度和规模有逐年增加的趋势。为此,本文作者就岩土工程与地质灾害的内涵、地质灾害的特征与危害以及地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施进行了全面的阐述。
关键词: 岩土工程;地质灾害;防治措施
1、岩土工程与地质灾害的内涵
自20世纪80年代末,90年代初,我国产生了一个新的学科——地质工程学。地质工程学,是研究与解决从规划到竣工乃至工程运行后效的全过程的与地质有关的工程问题的科学。它把地质体乃至地质环境作为工程系统的组成部分来对待,这显然符合大系统工程学的思想,它包含岩土工程和地质灾害防治工程两个方面, 但以后者对其特点的反映更为深刻。岩土工程是指工程建设中涉及岩土体的开挖与加固;地质灾害防治工程是对自然或人为作用产生的有害地质现象进行防范与防治。后者包含了更全面地对地质生态环境合理开发与管理的思想。
地质灾害是指由于自然因素或者人为活动引发的危害人民生命财产安全或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的地质现象。《地质灾害防治条例》规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等灾害。
在我国,大多数地质灾害现象都是人为因素引发的,据有关资料统计,近年来我国每年因地质灾害造成的经济损失约占各种自然灾害的1/4至1/5,因此,减少或制止破坏生态环境行为、及时采取地质灾害预防和防治措施,是我国当前减少损失的首要途径。
2、我国地质灾害的特征与危害
由于我国地理位置独特,地质构造复杂,地球生态环境多变,加之人口众多的农业大国,经济较落后,承灾能力弱,所有这些叠加在一起,形成灾害类型多、分布广、频度高、强度大、影响面宽、损失严重的格局。
据资料统计分析,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等种类的地质灾害在我国十分发育。其中崩塌、滑坡、泥石流的分布范围约占国土面积的50%,其中以西南、西北地区最为严重。
地质灾害可分两大类:第一类主要是由自然因素引起的地质环境问题,又称第一环境问题,属自然地质灾害;这些灾害不以人类历史的发展为转移;第二类主要是由人为活动引发的地质灾害,称第二环境问题,属人为地质灾害。这些灾害常随社会经济的发展而日益增加,据地质灾害成因分析,全国50%以上的地质灾害发生的主要原因是人类行为,尤其是人类不合理地大量挖掘能源所造成的。
2.1 滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震、人工切坡等因素的影响,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
滑坡的诱因:
(1)地震;(2)降雨和融雪;(3)地表水的冲刷、浸泡;(4)河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;(5)开挖坡脚;(6)蓄水排水;(7)堆填加载;(8)劈山放炮,乱砍乱伐。
滑坡发生的`规律:
下列地带是滑坡的易发和多发地区:(1)江、河、湖(水库)、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区铁路、公路、工程建筑物的边坡等。(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。(3)易滑(坡)岩、土分布区。(4)暴雨多发区及异常的强降雨区。
2.2 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的岩土体,因根部空虚,折断压碎或局部移滑,失去稳定,突然脱离母体向下倾倒、翻滚,堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象称为崩塌。
崩塌的诱因:
(1)采掘矿产资源;(2)道路工程开挖边坡;(3)水库蓄水与渠道渗漏;(4)堆(弃)渣填土;(5)强烈振动。
2.3 泥石流
泥石流是由于降水(暴雨、冰川、积雪融化水)产生在沟谷或山坡上的一种挟带大量泥砂、石块和巨砾等固体物质的特殊洪流,是高浓度的固体和液体的混合颗粒流。
泥石流的诱因:
(1)不合理开挖;(2)不合理的弃土、弃渣、弃石;(3)滥伐乱垦。
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种动力地质现象。
2.4 地面变形
地面变形包括地面沉降、地面塌陷与地裂缝。目前中国发生地面沉降活动的城镇有70多个,明显成灾的有30余个,最大沉降量已将近3m。这些城市有的孤立存在,有的密集成群相连形成广阔的地面沉降带(区)。造成中国城镇地面塌陷原因有三:一是不合理地大量开采地下矿产资源引起的塌陷;二是表面岩溶活动引起的塌陷;三是大量抽取地下水引起地面下沉。
地面塌陷发生的规律:
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带或沿其与非可溶岩的接触地带;(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;(3)松散盖层较薄且以砂石为主,其底部粘性土层缺失或甚薄(一般不足1-2米)的“天窗”地段;(4)岩溶地下水的主迳流带或岩溶管道上;(5)具有潜水和岩溶水双层含水层分布地带;(6)岩溶地下水的排泄区;(7)岩沉吟地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段;(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带;(9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
2.5 人为地质灾害的危险性分析
人为活动加剧或加速地质灾害的发生所带来的危害性大大超过正常状态下产生的地质灾害所带来的损失。如:矿产资源的开发以及铁道、公路等各种工程建设的开挖,亦经常加剧地质灾害的发生,如:土壤侵蚀、地面塌陷与沉降、滑坡、岩爆、泥石流、荒漠化以及坑道涌水、瓦斯爆炸等灾害。人工滥伐森林资源,也造成土壤侵蚀、滑坡和泥石流等灾害,并导致洪灾的加剧发生。人工爆破也会诱发岩溶塌陷、滑坡等灾害的发生,还有可能引起连锁性的岩溶塌陷。
人工诱发地质灾害的特点如下:
一是诱发速度快。在自然地质演化及气候变化过程中,岩体由相对稳定至不稳定的变化,经历长时间过程。而人工因素诱发下,就大大地缩短了自然演化时间,加速岩土体的岩性变化,而导致突变灾难的发生,并造成更大的损失。
二是诱发灾害面广。自然地质灾害的发生,除了特大灾害之外,一般其危害性有一定的局限性,在人工因素诱发下,其危害性就具有更大的影响面。例如由于生物资源———森林的破坏,工程的大规模开挖,影响的是区域性环境恶化,诱发区域性旱涝灾害,以至引发全球性荒漠化。人类活动产生的升温效应,对气候及地质灾害诱发作用的影响也是全球性的。
三是灾害损失巨大,除了地震之外,人工诱发的地质灾害所造成的损失是严重的。随着经济建设的发展,人工诱发地质灾害所造成的损失,仍会不断增加,目前估计地质灾害损失每年约500亿元,而受到威胁的就是这些数据的数倍至数百倍。1998年洪灾损失2000多亿元,死亡1432人,其中不少损失是通过地质灾害而产生的。
3、地质灾害防治工程的主要施工技术标准及防治措施
3.1 主要的施工技术标准总结
地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性(如抗滑桩)、复杂性(如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁)和多样性(防治滑坡可采用桩,亦可采用挡土墙),以地下工程施工为工艺特点,因此与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工工法。涉及地质灾害防治工程施工的技术规范和标准主要有:
(1)地质灾害防治工程现行施工技术标准和规范,如《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0218-2006);
(2)各类工业与民用和市政工程建设项目的地基与基础、深基坑、高切坡、地基处理、基础病害工程防治等所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
(3)各类水利水电工程的土石方、地基与基础和岩土工程所涉及的技术规范和标准均可参考使用,如《水电水利工程预应力锚索施工规范》(DL/T5083-2004);
(4)各类交通建设中所涉及的边坡、滑坡、危岩、塌陷和沉降等工程防治的相关技术标准和规范,如《公路隧道施工技术规范》)(JTJ042-94)。
3.2 地质灾害防治工程防治措施
3.2.1 做好防治工程设计
地质灾害防治工程设计,必须根据崩塌、滑坡、不稳定斜坡的成因机制、运动模式、易发性及防治目标制定。
(1)根据致灾的成因确定主要防治途径;
(2)根据灾害的易发程度、防治目标确定防治工程的强度和工程量。
3.2.2 地质灾害防治工程的主要工程措施
根据地质灾害防治工程勘查设计现行行业规范,《三峡库区地质灾害防治工程质量检验评定标准》等技术标准及资料分析,国内防治地质灾害的主要工程类型有:排(截)水工程、支(拦)挡工程、加固工程、护坡工程、减载与压脚工程及搬迁和避让等。
3.2.3 地质灾害防治措施
(l)工程防治措施
工程防治措施是防治地质灾害的重要组成部分,工程防治措施的适用条件及方式:大多数房后切坡造成的小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
(2)生物防治措施
生物防治措施是指植树造林,种草护坡及合理耕牧。它具有应用范围广、投资省,能促进生态平衡,改善自然环境条件,防治作用持续时间长的特点,需较长时间才能发挥其效益。
根据调查区地质灾害特点和自然经济条件,泥石流区,地面塌陷区及水土流失区应采取封山育林,退耕还林等防治措施,减少地质灾害的发生和经济损失。
(3)避让措施
①雨天避让措施。对灾害隐患点和变形斜坡,采取雨天临时避让措施,各镇在防灾预案的基础上编制安全转移预案,雨天对受威胁户一一作转移地点安排。应根据就近原则、转移地(接受户)不受地质灾害或其它灾害威胁的原则进行操作。
②搬迁避让措施。对一些危险性大、危害性严重的地质灾害,防治费用超过搬迁费用或再建房仍然受地质灾害威胁的,采用搬迁避让措施。调查区需搬迁避让或已搬迁的灾点。
4、结语
岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献:
[1]地质工程勘察、检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册.中国知识出版社.2007-11
[2]胡茂焱.地质灾害与防治技术.中国地质大学出版社.2005-9
[3]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].国家质检总局(SBTS),2002
[4]地质工程手册.中国知识出版社.2006
排在岩石力学与工程学报之后,在岩土力学之前,这三个学报是岩石力学方面国内三大顶级期刊,ei收录,都是不错的期刊
在土力学与基础工程方面为国内最顶级期刊,排在岩土力学和岩石力学与工程学报之前。
《岩石力学与工程学报》和《岩土工程学报》(包括《岩土力学》)是岩土界的3大王牌期刊。据我投稿经验:录用难易程度《岩土力学》<《岩石力学与工程学报》<《岩土工程学报》;《岩土工程学报》是本行业最权威的学报。
有《岩石力学学报》么?我只知道《岩石力学与工程学报》哦,它与《岩土工程学报》都为EI检索,且均不是SCI。。。。前者基本是关于岩的文章,后者岩、土皆有,侧重于岩
综上所述,智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点,将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。下面是我为大家整理的土木工程材料论文,供大家参考。
摘要:
通过学习“土木工程材料”课程,应该使学生既学到了知识,又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识,又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此,搞好“土木工程材料”的教学,意义十分重大。
关键词:土木工程;材料
一、课堂教学
(一)突出重点
“土木工程材料”较多的课程内容,在有限的学时内不可能全部讲解,应根据专业性质,分清主次,突出重点。以程云虹等主编的《土木工程材料》[1]为例,课堂重点讲解的内容是:绪论,第一章(土木工程材料的基本性质),第二章(无机胶凝材料),第三章(水泥混凝土),第四章(砂浆),第六章(土木工程用钢),第七章(沥青及沥青混合料)。通过绪论的学习,学生对土木工程材料有一个梗概的认识,对“土木工程材料”这门课程有一个大致的了解;第一章让学生了解土木工程材料基本性质,包括物理性质、力学性质及耐久性能等,同时了解材料科学的基本理论,即材料的组成、结构和构造及其与材料性质之间的关系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分别讲解工程中最常用的几种土木工程材料的性质及应用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作为学生自主学习的内容,但教师应适时引导和鼓励学生在自主学习过程中积极思考并勇于提出问题。课堂教学中,把重点讲解的内容讲深讲透,让学生扎扎实实地掌握,做到学有所获;避免面面俱到,不求甚解。而且,有了重点讲解的内容作为基础,学生自主学习其他章节才不会感到困难。突出重点的课堂讲解与学生的自主学习有机结合,既有利于学生掌握系统的理论知识,又给予了学生自主学习的空间,有益于培养学生的质疑精神和解决实际问题的能力,发展学生的想象力和探索意识。
(二)科学讲解
“土木工程材料”课程的内容比较松散,讲解时容易产生平铺直叙的感觉,甚至索然无味;如能精心安排、科学讲解,效果会大不一样。比如,通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥,如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲,学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱,甚至不知所云。因此,对于这部分内容要进行科学整合,重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝结硬化过程、技术性质等等讲解透彻;而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时,抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应,然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性,这样内容紧凑了,脉络清楚了,学生掌握起来也就轻松了。了解了技术性质的异同点,进一步掌握各种水泥的工程应用就会很容易。再比如,在现代水泥混凝土技术中,外加剂已经成为水泥混凝土的一个重要组成成分,因此,为了内容的系统和完整,一般教材(如文献)都将“外加剂”放在“普通混凝土的组成材料”中来介绍。但外加剂是用来改善混凝土性能的,如果不了解混凝土的性能,很难深入理解外加剂的作用,因此,在讲授时,应作适当调整,把“外加剂”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面来讲,这样会更加方便学生对相关课程内容的理解和记忆。总之,科学地组织和讲解课程内容,对于做好“土木工程材料”课堂教学起到事半功倍的作用。
(三)理论联系实际
首先,从最熟悉的生活实际出发。土木工程材料与实际生活密切相关,其实,每个人在实际生活中都积累了很多相关经验,只是由于不具备专业知识,而不知道其中的道理。比如,某一水泥砂浆地面破损了,用水泥砂浆修补以后,需要浇水覆盖一段时间。相信很多人都见过这种做法,但不一定每个人都知道这是为什么。在讲解水泥的水化、凝结及硬化过程时,提到这一现象,学生一定会恍然大悟,原来这就是养护,并及时让学生了解养护需要一定的温度、湿度及时间。这样,把学生来自于生活的直接经验与书本上的理论知识结合起来,消除学生对课程的陌生感,激发了学生的学习兴趣。其次,大量列举工程实例。典型的工程实例是理解和消化理论知识的最有效方法,注重材料的工程应用背景,避免脱离工程孤立地讲解材料。比如,在讲到混凝土耐久性问题时,实例之一:北京三元立交桥桥墩,建成后不到两年,个别地方发生“人字形”裂纹,经分析认为主要原因是发生了碱-骨料反应;实例之二:乌克兰境内的切尔诺贝利核电站,由于钢筋混凝土结构的泄漏,造成大面积放射性污染,生态环境遭到严重破坏等。另外,还可以用数字来说明,“在工业发达国家,建筑工业总投资的40%以上用于现存结构的修理和维护,60%以下用于新的设施”。通过大量实例,使学生认识到混凝土耐久性的重要性,了解到很多混凝土结构的过早破坏不是由于强度不足,而是由于耐久性不足。最后,重视实验教学。实验课是“土木工程材料”课程的一个十分重要的教学环节,实验教学是课堂教学的一个很好的补充。实验课上,学生对从书本上学到的材料有了直观的认识,对材料的性能进一步了解,在自己动手做实验过程中,提高应用材料的能力。同时,通过实验验证基本理论,学习实验方法,培养科学研究的能力和严谨的科学态度。
(四)关注学科新进展
教材是教学的依据和根本,但教材的更新需要时间,而土木工程材料的发展非常迅速,因此,在教学过程中,应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展,并适时补充到教学中。同时,随着新材料及新技术的不断问世,有关材料的质量标准及相关设计和施工的规范也会随之更新,亦应将这部分内容及时补充到教学中。这样,有利于学生及时了解学科发展动态,拓宽专业视野,培养创新意识,激发探索精神,提高学生的工程素质及工程意识
二、课后作业
课后作业对课堂教学起到很好的巩固和补充作用。通过课后作业,学生能够更好地消化和理解课堂上学到的内容,并能对所学内容活学活用。本课程中,一部分课后作业来自于教材每章后面的复习思考题,需要教师紧扣课堂教学的重点和难点,从中精选,比如,混凝土骨料颗粒级配,普通混凝土配合比设计等。教师要对作业认真批改,并总结,使学生不是为了做作业而做作业,而是做到真正掌握。另一部分课后作业是综合性、讨论性的。比如,程云虹等主编的《土木工程材料》中的“开放讨论”部分,这部分内容具有一定的前瞻性,可以引导和启发学生做一些探索性的工作。即让学生从中选择自己感兴趣的内容,并围绕这一内容查阅文献,深度思考,自由讨论。拓宽了学生的视野,培养了学生科学研究的意识。
三、结束语
通过学习“土木工程材料”课程,应该使学生既学到了知识,又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识,又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此,搞好“土木工程材料”的教学,意义十分重大。
参考文献
1、国际大型土木工程承包项目投标风险定量评估刘睿天津大学2003-06-0155
2、土木工程中锚杆支护机理研究现状与展望贾颖绚,宋宏伟岩土工程界2003-08-3053
摘要:
关键词:
1智能材料在土木工程中的应用
1.1光导纤维在混泥土材料的监控
光导纤维材料,是一种光通信介质,其最大优点是传输速度快、信号衰减低和并行处理能力较强,经常被用于高要求的通信传输中。光导纤维和光纤传感器在土木工程中,主要用于对混泥土固化的监控。混泥土结构最大的缺点是抗拉强度弱、内部钢筋容易被腐蚀等,在大面积浇筑过程中由于混泥土结构内部和外部温度差异而导致混泥土块体出现裂缝。这种情况下,将光纤作为传感元件埋入混泥土结构中,对结构的强度、温度、变形、裂缝、振动等可能引起混泥土结构损伤的危险因素进行检测、诊断、预报。更进一步,如果控制元件能接入信息处理系统,并引入形状记忆类金属等智能材料,形成完整的控制系统,将能实现混泥土材料的自适应功能———这正是目前智能材料结构系统在土木工程中应用的前沿课题。
1.2压电材料
压电材料一般是指在收到压力后,材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知,利用传感器输出结果,从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上,采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量,从而实现对于结构震动的控制,这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步,压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。
1.3压磁材料
压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理,当磁场的强度高于临界强度时,磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质,控制流体特性实施时需要较低的能量,因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点,磁流变材料可用于高层建筑的结构中,实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔,使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应,这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换,这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。
1.4形状记忆合金
形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的智能材料。形状记忆合金的形状被改变后,在一定条件下能激发其形状记忆效应,这一过程中,材料产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变,同时具有较强的能量传输储存能力。基于这一特性,形状记忆合金在土木工程中最大的用处是用于各种结构中来实现结构的自我诊断、增加材料的韧性和强度等、增强材料的适应控制。形状记忆合金还可以被研制成智能驱动器,用于对结构变形、裂缝和振动方面的控制。形状记忆合金具有较高相变回复力,结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统,该系统可实现相变伪弹性性能,可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。目前的土木工程实践中,通常在结构层间或底部等受地震作用较大的位置安置形状记忆合金被动耗能控制系统,用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知,进而起到消耗地震能量的作用。
2智能材料的优点局限性
土木工程中应用的智能材料具有反馈信息、自我诊断、自我修复、自适应能能力,实践也表明,智能材料在实际土木工程中的应用使得工程结构具有高强度和耐久性等特点,同时能智能化地执行指令,能较好的适应外部环境的变化。但上述的光纤、形状记忆合金、压电和压磁等材料,本质上属于高智能复合材料,其最大的局限性在于使用成本很高,造价太贵。这一缺点,使得目前对于智能材料的应用智能局限于档次较高、标准较高的建筑工程,智能材料在普通民居建筑中的应用还遥遥无期。另外,智能材料的应用需要相应的技术和配套材料设备的配合支撑,在施工中对于施工技术和工艺的要求较高。因此,但就目前看,对智能材料的应用还不可能实现全方位的广泛普及,但是,智能材料可能是未来土木工程材料的研究和发展方向。
3结束语
综上所述,智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点,将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。目前智能材料的应用还局限在少部分高要求和高标准的建筑项目,科学界对于智能材料以及相关技术和配套设备的研究,是未来智能材料能广泛应用与土木工程结构的前提和基础。
参考文献
1、土木工程专业实践性教学环节改革的思考胡秀兰;祝明桥;刘锡军;程火焰;高等建筑教育2006-03-2556
岩土工程施工技术的具体应用探究论文
1 岩土工程施工技术特点
1) 具有很强的不确定性。在进行施工场地勘察的时候,很难对岩土的全部情况进行勘探,再加上一些的岩土结构可能不太稳定,会随着外部因素的变化而发生变化,影响施工的进度。
2) 具有很强的地域差异性。我国幅员面积辽阔,各个地区的自然条件差异是非常巨大的,岩石的种类繁多,并且岩土的性质也是千差万别。所在在进行施工技术设计的时候所侧重的点是大不相同的。
3) 具有较强的隐蔽性,不容易被发现。很多的岩土工程项目施工地点是处在地下的,比如地基的处理、桩基的灌注以及地下连续墙的修筑等,工程的施工过程以及完成后的运行都是处在隐蔽的状态下,即使出现问题也很难被发现。
4) 和周围岩土结构关联性很强。岩土工程施工技术的选择在很大程度上会受到具体施工环境的影响,比如岩土的结构、性质等,同时工程建筑的稳定性也和施工场地的岩土结构有着密切关系。
2 应用现状
2.1 在地基处理上的应用
第一、各种成熟的地基处理技术在我国岩土工程施工中都有着广泛的应用,并且其中的很多施工方法都已经达到了世界领先的水平。第二、我国自主研发了一系列的基于本国岩土结构特点的地基处理技术,在很大程度上提升了在地基处理上的水平,提升了整体建筑工程的质量。近几年我国已经自主研发了介于桩基和复合地基之间的一种新型的地基形式———钢筋混凝土疏桩复合地基,这种地基的应用能够增大桩间岩土的承载作用,提升建筑的稳定性。第三、在建筑处理偏差问题上,我国已经采用反力释放法、水冲法以及抽芯抽降法等,很好的处理了倾斜建筑物的偏差问题。
2.2 在基础工程施工中的应用
第一、各种各样的成桩技术在我国各地的岩土工程施工中得到广泛应用,并且还研发出了灌注桩后注浆技术,将灌注桩同注浆技术进行分离,很大程度上提高了桩基的承载力,减少了桩基的沉降量。第二、利用岩土施工技术来注重施工周围环境的效应,并且采用预钻孔、静压等一些列措施,来拓宽了钢筋砼预制桩的使用范围。目前沉管灌注桩施工技术因为其自身造价低廉,施工方便的特点得到了广泛的应用。
2.3 在边坡加固中的应用
第一、我国的岩土锚固技术在上世纪就已经得到了应用,现阶段已经发展的相对成熟,并且还采用二次灌浆技术,在很大程度上面提升了软土中锚杆的承受力。目前我国的岩土锚固技术已经处于世界领先水平。第二、在深基坑支护技术中,土钉支护技术在我国的发展较为迅速,并且利用其他技术和土钉支护技术相结合形成复合方式的钉支护,在很大程度上提升了支护强度,拓宽了钉支护的应用范围。
2.4 在非开挖技术中的应用
这种施工技术不用对施工场地的地表进行开挖,能够保证施工场地的平整性,并且利用这种技术还能够在不进行地表开挖的情况下进行地下管线的检测、更换、维修、施工等操作。这些技术在我国的起步比较晚,目前仍然处在起步阶段。
3 岩土工程具体应用
下文就以汉宜高铁某一路段铁路的具体施工为例,来具体研究和分析岩土工程施工技术中的灌注桩后注浆技术。
3.1 工程概况
第一、土质情况。岩土工程的施工区域多以人工填土层和湖的'积层组成。人工填土层主要包括杂填土、淤泥和耕植土,土质特征是灰褐色、松散、混凝土以及生活垃圾。淤泥以有机质和塘淤泥为主;耕植土主要以粘性土壤为主。第二、含水情况。这一片区域主要的含水层是第四系全新统粉土,在工程路段地下具有很浅层的地下水,水量不是很大,水质也不是很好。除了这一类水层还有一个就是微承压水,这种水属于封存的淡水,可供饮水使用。
3.2 岩土工程施工技术具体设计
根据实际需要,确定的钻孔灌注桩的口径是1.5米的,并且需要将桩体的上顶端穿过淤泥层10m,这样做是为了保证桩的稳固性。由于桩的长度非常的长是48m所以一定要预先确定好一根桩所需承受的压力是多大,设计师的估计值是4500KN左右,由于当地的地质条件不是很好,所以需要选用适合当地的注浆技术再加以对桩的承受能力保护的一道屏障。
第一、确定好注浆压力的大小。通过分析现场的注浆参数得出的结论是注浆的压力不能够超过2.5MPa,所以在具体施工的时候最好控制在1~2MPa范围。在注浆的时候要确定好注浆管的安装顺序,一般是先接上单向阀门再接高压注浆软管道的,注浆完成后阀门的关闭顺序也是非常关键的,一般先关单向阀门。
第二、注浆量。这次的工程经过多次的计算,设计人员得出的施工注浆控制标准是:水泥需要的量是3.5t,注浆的调配浓度水和灰的比例最好是0.5到0.6之间,注浆的速度要适中。在灌注桩后注浆的过程中如果出现返浆现象时,应该立即停止注浆机器,等大约半小时之后再进行注浆。
第三、注浆时间的控制。通过多年的工作经验,我们知道混凝土的初凝期大约是在10天之后才正式开始,所以要想注浆能够保持最好的效果,那么需要在10天之后再进行施工。如果注浆时间过早的话,这时候混凝土还没有完全凝固,会导致混凝土的强度过低,出现破坏桩本身的影响;注浆时间过晚的话,又很难在凝固好的混凝土中间形成一条畅通的混凝土通道的。所以实际工程时一定要把注浆的时间控制好,争取提高建筑的整体水平添砖加瓦。
3.3 岩土工程灌注桩后注浆技术提高工程效果的检测实验
此次试验的目的就是为了验证通过注浆加固之后对灌注桩承受强度的增强效果,试验所选用的实验桩的半径为 1.0m,桩的长度为50m。具体的实验步骤如下:第一、实验前的准备工作。第一步:选取浇注完成的试验桩,进行相应的处理工作,使得桩的顶面保持干净、水平,并且设置4层的钢筋网,每层网片直接的间距为15cm。第二步:确保柱内的主钢筋都处在同一水平高度,按照上面标准再次设置网片。第三步:设置参照柱,保持柱顶面的平整,设置网片同上。第四步:在距离桩顶一个桩长度的距离范围之内设置钢板进行围裹,实验的场地应该平整,并且大型的车辆可以正常通行第五步:提前进行基坑的开挖工作,做好排水工作。第二、现场设备的安装。根据试验中荷载的要求,选择适合的千斤顶规格,保证每次实验千斤顶出力不应该大于顶称的80%,基准桩用来支撑基准架,基准桩与试桩直接的距离要合乎规范要求。采用百分表的方式对沉降测量进行分析计量。
4 结束语
随着我国经济和社会的不断进步,人们生活水平的不断提高,人们对岩土工程施工技术提出了更好的要求,为了适应时代的发展需要,岩土工程施工技术一直在不断进行改革和发展,想要更好的应用施工技术,施工人员一定要首先了解它们各自的特点。
贺永年江苏省力学学会岩土力学专业委员会副主任委员江苏省力学学会岩土力学专业委员会中国岩石力学与工程学会教育工作委员会委员中国岩石力学与工程学会教育工作委员会煤炭工业技术委员会矿山建设专业委员会委员煤炭工业技术委员会矿山建设专业委员会江苏省岩石力学与工程学会常务理事江苏省岩石力学与工程学会全国土木工程专业指导委员会委员全国土木工程专业指导委员会煤炭高校教材编审委员会委员煤炭高校教材编审委员会袁迎曙美国纽约科学院活动会员美国纽约科学院徐州土木工程学会理事徐州土木工程学会煤炭学会建筑工程专业委员会副主任委员煤炭学会建筑工程专业委员会赵坚国际岩石力学学会副主席国际岩石力学学会亚洲岩石力学学会主席亚洲岩石力学学会《Tunnelling and Underground Space Technology》国际学刊主编《Tunnelling and Underground Space Technology》国际学刊编委会《国际岩石力学与采矿科学学报》编委《国际岩石力学与采矿科学学报》编委会中国《岩石力学与工程》杂志编委中国《岩石力学与工程》杂志编委会国际隧道学会执行主席国际隧道学会国际岩石力学学会试验方法委员会岩石力学动力试验工作组组长国际岩石力学学会试验方法委员会余海岁英国岩土工程协会常务理事英国岩土工程协会《Geotechninique》国际期刊编委《Geotechninique》国际期刊《Geochanics and Geoengineering》国际期刊总主编《Geomechanics and Geoengineering》国际期刊《Journal of Geotechnical Engineering》编委《Journal of Geotechnical Engineering》期刊这个不带学生王建平全国高等学校矿山建设专业学术会秘书长全国高等学校矿山建设专业学术会王建平《中国矿业大学学报》编委中国矿业大学学报王建平中国煤炭建设协会理事中国煤炭建设协会王建平中国煤炭学会矿井建设专业委员会委员中国煤炭学会矿井建设专业委员会王建平中国煤炭学会建井专业委员会委员中国煤炭学会建井专业委员会王建平建设部土木工程专业指导及评估委员会委员建设部土木工程专业指导及评估委员会周国庆中国岩石力学与工程学会地下工程专业委员会常务理事中国岩石力学与工程学会地下工程专业委员会周国庆中国煤炭学会矿井建设专业委员会委员中国煤炭学会矿井建设专业委员会周国庆中国地下空间与地下工程学会常务理事中国地下空间与地下工程学会周国庆全国高等学校矿山建设专业学术会常务副秘书长全国高等学校矿山建设专业学术会周国庆煤炭工业技术委员会矿山建设专业委员会副主任煤炭工业技术委员会矿山建设专业委员会周国庆江苏省岩石力学与工程学会常务理事江苏省岩石力学与工程学会周国庆南方计算力学联络委员会委员南方计算力学联络委员会杨维好江苏省岩石力学与工程学会理事江苏省岩石力学与工程学会杨维好国际岩石力学与工程学会中国小组委员国际岩石力学与工程学会杨维好中国岩石力学与工程学会会员中国岩石力学与工程学会杨维好中国地理协会冰川冻土分会会员中国地理协会杨维好国际岩石力学学会中国小组委员国际岩石力学学会靖洪文国际岩石力学学会(ISRM)会员国际岩石力学学会靖洪文中国煤炭工业协会 煤矿支护专家组成员中国煤炭工业协会靖洪文江苏省地震学会地震工程专业委员会委员江苏省地震学会靖洪文中国岩石力学与工程学会测试专委会副主任委员中国岩石力学与工程学会测试专委会靖洪文江苏省煤炭学会井建专业委员会委员江苏省煤炭学会井建专业委员会靖洪文《煤炭支护》杂志编辑委员会委员《煤炭支护》杂志编辑委员会靖洪文中国岩土锚固工程协会理事中国岩土锚固工程协会靖洪文江苏省岩土力学与工程学会副秘书长江苏省岩土力学与工程学会靖洪文江苏省岩土工程学会常务理事、副秘书长江苏省岩土工程学会宋宏伟国际岩石力学学会(ISRM)委员国际岩石力学学会宋宏伟国际隧道工程学会(ITA)会员国际隧道工程学会宋宏伟新加坡隧道与地下建筑学会(TUCSS)委员新加坡隧道与地下建筑学会宋宏伟新加坡南洋理工大学土木与环境工程学院研究员新加坡南洋理工大学土木与环境工程学院宋宏伟英国《隧道与地下空间技术》(国际刊物)审稿专家《隧道与地下空间技术》(国际刊物)编辑部宋宏伟中国煤炭工业协会煤矿支护专家组成员中国煤炭工业协会宋宏伟江苏省岩土力学与工程学会理事江苏省岩土力学与工程学会宋宏伟新加坡隧道工程学会委员新加坡隧道工程学会宋宏伟中国岩石力学与工程学会地下岩石工程专业委员会会员中国岩石力学与工程学会宋宏伟中国防护工程学会结构与建筑专业委员会会员中国防护工程学会宋宏伟江苏省岩石力学与工程学会理事江苏省岩石力学与工程学会宋宏伟中国岩石力学与工程学会软岩专业委员会委员中国岩石力学与工程学会宋宏伟中国岩石力学与工程学会青年委员会会员中国岩石力学与工程学会宋宏伟中国地下工程学会理事中国地下工程学会蒋斌松中国岩石力学与工程学会会员中国岩石力学与工程学会蒋斌松山东省岩土与结构工程技术研究中心委员山东省岩土与结构工程技术研究中心蒋斌松山东省特聘煤矿安全监督员吕恒林工程抗震与加固改造全国理事会理事工程抗震与加固改造全国理事会吕恒林江苏省土木建筑学会工程鉴定与加固专业委员会副主任委员江苏省土木建筑学会工程鉴定与加固专业委员会吕恒林全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会江苏分会委员全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会江苏分会吕恒林煤炭高校教材编审委员会委员煤炭高校教材编审委员会吕恒林江苏省地震学会地震工程专业委员会副主任江苏省地震学会地震工程专业委员会吕恒林江苏省岩石力学与工程学会理事江苏省岩石力学与工程学会吕恒林全国高协组织教材研究与编写委员会全国高协组织教材研究与编写委员会吕恒林中国土木工程学会教育工作委员会江苏分会委员会委员中国土木工程学会教育工作委员会吕恒林徐州市土木建筑学会第八届理事会常务理事徐州市土木建筑学会吕恒林江苏省土木建筑学会钢结构专业委员会会员江苏省土木建筑学会吕恒林江苏省土木建筑学会建筑与房地产经济专业委员会会员江苏省土木建筑学会于广云中国岩石力学与工程学会青年工作委员会委员中国岩石力学与工程学会青年工作委员会于广云江苏省岩土力学与工程学会常务理事江苏省岩土力学与工程学会于广云中国工程建设标准化协会会员中国工程建设标准化协会夏军武江苏省房屋建筑和市政基础设施工程招投标评标专家江苏省房屋建筑和市政基础设施工程招标办夏军武江苏省地震学会第五届地震工程专业委员会委员江苏省地震学会王东权江苏省岩土力学与工程学会理事江苏省岩土力学与工程学会王东权徐州市土木建筑学会市政公用专业委员会副主任委员徐州市土木建筑学会市政公用专业委员会刘志强中国土木工程学会教育工作委员会江苏分会委员会委员中国土木工程学会教育工作委员会岳丰田上海市建设和交通委员会上海市建设和交通委员会岳丰田科学技术委员会科学技术委员会岳丰田轨道交通专家委员会轨道交通专家委员会岳丰田冻结专家组专家冻结专家组专家马金荣江苏省房屋建筑和市政基础设施工程招标投标评标专家江苏省房屋建筑和市政基础设施工程招标办马金荣国家注册土木工程师国家住房与建设部东兆星中国人民解放军总参谋部军训和兵种部特聘专家中国人民解放军总参谋部军训和兵种部东兆星中国土木工程江苏省教育学委员会委员中国土木工程江苏省教育学委员会东兆星徐州建筑职业技术学院路桥专业顾问委员会主任委员徐州建筑职业技术学院路桥专业顾问委员会李富民中国土木建筑学会会员中国土木建筑学会
职务 姓名 院长 顾祥林 副院长 黄宏伟 副院长 李建中 副院长 赵宪忠 副院长 熊海贝 系、所:建筑工程系、地下建筑与工程系、桥梁工程系、结构工程与防灾研究所、水利工程系实验室:土木工程防灾国家重点实验室、工程结构动力实验室、桥梁试验室、工程结构静力实验室、岩土工程实验中心、建筑结构实验室、计算机辅助教学实验室信息中心:岩土工程信息中心、各系资料室、结构工程师编辑部、《建筑钢结构进展》编辑部
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______同学,系______大学、______学院,______专业,xx级全日制博士研究生,______,_______。通过近两年的理论学习,并结合现场工程实践,积累了较多岩土工程的经验。
《xxxxxxx》一文,是该同学经过2个月现场观测,结合以前结构设计经验,提出了岩土工程___法。通过工程实践证明,该______设计方法能一定程度的解决自然条件下岩土工程的不确知性、多样性与一次性设计之间的矛盾,实用性强,理论可靠,效果良好。
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职称:教授、博士生导师
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1、结构工程、防灾减灾及防护工程、现代结构理论学科
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